Controle do fluxo principal em rodovias por meio de veículos cooperativos equipados com controle adaptativo de cruzeiro

Abstract

Este trabalho analisa o controle por Limites Variáveis de Velocidade (LVV) na vizinhança de rampas de acesso em rodovias, envolvendo veículos cooperativos equipados com Controle Adaptativo de Cruzeiro (ACC). Este trabalho é uma extensão do trabalho de Müller et al. (2016), avaliando o desempenho do tráfego na mesma malha viária e com a mesma demanda. Porém, equipando os veículos cooperativos com controle adaptativo de cruzeiro. São analisadas diferentes taxas de penetração, combinadas com os sinais de LVV, e diferentes headways entre veículos. O Controle do Fluxo Principal (CFP) em rodovias é um método de controle de tráfego que regula o fluxo de tráfego a montante de um gargalo a fim de maximizar o escoamento do tráfego. Utilizando LVV como atuador do CFP, é analisada a influência de diferentes taxas de penetração de veículos cooperativos no tráfego. Os veículos cooperativos foram equipados com ACC e recebem a informação de velocidade da via. Simulações microscópicas mostraram que o aumento da taxa de penetração contribuiu para melhorar o desempenho. Em cenários cuja taxa de penetração é de 10%, houve uma melhoria do desempenho em 25%. A presença de mais de 50% de veículos cooperativos tem um efeito positivo nas condições de tráfego, tornando o controle externo desnecessário. Porém, é necessária uma estratégia auxiliar para facilitar a inserção dos veículos ao fluxo principal.

Abstract : This work analyzes the Variable Speed Limits (VSL) control in the region of access ramps on highways, involving cooperative vehicles equipped with Adaptive Cruise Control (ACC). This work is an extension of the work of Müller et al. (2016), evaluating traffic performance in the same road network and with the same demand. However, the cooperative vehicles are equipped with ACC. Different penetration rates, combined with VSL signals, and different headways between vehicles are analyzed. Mainstream Traffic Flow Control (MTFC) on freeways is a traffic control method that aims at regulating traffic flow upstream of a bottleneck in order to maximize the freeway throughput. Using Variable Speed Limits (VSL) as MTFC actuators, an analysis of the influence of different penetration rates of cooperative vehicles on traffic is made. Cooperative vehicles were equipped with Adaptive Cruise Control (ACC) and act as speed limiters. Microscopic simulation showed that an increase in penetration rate contributed to an improvement in performance. Scenarios with a penetration rate of 10%, showed a performance improvement of 25%. The presence of more than 50% cooperative vehicles has a positive effect on traffic conditions, making external control unnecessary. However, an auxiliary strategy is necessary to facilitate the merging of vehicles into the main stream flow.